Les infections bactériennes deviennent de plus en plus difficiles à traiter car elles deviennent plus résistantes aux antibiotiques. En fait, on prévoit que d’ici 2050, la résistance aux antimicrobiens constituera une crise plus grave pour l’humanité que le cancer. Si les médecins disposaient d’un moyen d’identifier les bactéries plus rapidement, ils pourraient prescrire un antibiotique ciblé plutôt qu’un médicament à large spectre, ce qui ralentirait l’apparition de cette épidémie.
Actuellement, le processus de détermination de la sensibilité aux antibiotiques est préjudiciable aux patients. Selon la situation, le patient doit suivre un traitement avant d'obtenir les résultats réels d'un test d'infection et des antibiotiques à large spectre doivent lui être prescrits, qui souvent ne tuent pas la bactérie ou le virus spécifique. Si ce processus peut être raccourci, les médecins pourront traiter le patient avec des antibiotiques ciblés pour son infection spécifique, accélérant ainsi la guérison tout en réduisant le risque de résistance grâce aux progrès de la biotechnologie.
L'Institut israélien de technologie [Technion] a reconnu l'importance d'accélérer la détection de la sensibilité aux antibiotiques et développe un laboratoire sur puce qui sera capable de fournir des résultats en deux heures. Pour ce faire, des capteurs optiques peuvent identifier et surveiller les bactéries beaucoup plus rapidement que la technologie actuelle qui utilise des liquides.
Heidi Leonard, candidate au doctorat sous la direction du professeur Ester Segal au Technion Israel Institute of Technology ( Ester Segal Lab ), a contacté Potomac Photonics, une entreprise de microfabrication située aux États-Unis, pour l'aider à construire ces appareils. Le défi consistait à transférer les recherches de son groupe du laboratoire vers un véritable dispositif microfluidique en tant que prototype du produit final. Ils souhaitaient également rendre les appareils plus ergonomiques et économiques. Avec une empreinte de seulement 25 mm x 75 mm, les dispositifs Technion Lab-on-a-Chip nécessitaient de très petits trous, des canaux et l'intégration de capteurs usinés, alignés et assemblés avec une grande précision.
Les technologies de microfabrication de Potomac Photonics étaient parfaitement adaptées pour construire ce dispositif avec précision, rapidité et rentabilité. En utilisant des lasers, des micro-machines CNC et des dispositifs d'alignement personnalisés, des dispositifs dont la fabrication peut généralement prendre des semaines, voire des mois, ont été terminés en moins d'une semaine. Mme Leonard a commenté après avoir reçu les dispositifs : « Il existe de nombreuses technologies qui semblent intéressantes à l'écrit, mais lorsque vous apprenez comment elles sont réellement mises en œuvre, elles sont en fait assez fastidieuses. Ces dispositifs nous rapprochent considérablement de l'utilisation de notre technologie à l'hôpital. »
Avec l’équipe d’ingénierie de Potomac Photonics, j’ai été fier de travailler sur ce projet. La sensibilité et la résistance aux antibiotiques ont personnellement affecté ma famille, car ma mère a survécu au cancer à trois reprises et tombe souvent malade en raison d’un système immunitaire affaibli. Elle a souvent dû passer des semaines à l'hôpital pour se remettre d'infections bactériennes diverses. Si les médecins parviennent à identifier les bactéries plus rapidement, sa guérison sera plus rapide et moins douloureuse.
À l’avenir, Potomac prévoit de continuer à favoriser l’innovation dans ce domaine. Technion testera les puces que nous avons fabriquées pour eux et nous fournira des commentaires afin que nous puissions éventuellement fabriquer ces appareils en grande quantité.
Jacob Adelstein est un élève de première année au lycée Beth Tfiloh de Baltimore. Il a passé du temps à travailler dans le laboratoire de Potomac Photonics sur ce projet et à interviewer le chercheur du Technion sur cette application.
